Мощность лазера

В ионных газовых лазерах используются переходы между энергетическими уровнями ионов благородных газов (ксенон, аргон, неон, криптон), а также фосфора, серы и хрома. Типичный представитель этой группы — аргоновый лазер, который по конструкции похож на гелий-неоновый лазер. Газоразрядная трубка наполнена аргоном при давлении порядка десятков паскалей. Мощность лазеров этой группы выше, чем лазеров на атомных переходах. [c.122]

Мощность лазера на углекислом газе еще больше повышается при добавлении к смеси гелия, поэтому в настоящее время газовые лазеры на углекислом газе используют смесь СО2 + -j- N2 + Не. Лазеры на углекислом газе имеют весьма высокий к.п.д. (теоретически — до 40%, практически — 8...30%). [c.122]

Для расширения пучка лазера используют одну или несколько линз или сферических зеркал. При этом не происходит значительных потерь мощности излучения или заметного изменения структуры пучка. Равномерность освещения достигается применением диафрагм для ограничения размеров пучка и устранения тем самым влияния несовершенства оптической системы. Однако это всегда сопровождается потерей части выходной мощности лазера. [c.39]

Заселение уровня 4 осуществляется в результате следующих двух процессов столкновений молекул СО2 с электронами и резонансной передачи энергии от молекул азота к молекулам углекислого газа. Добавление гелия в рабочую смесь лазера СО2 приводит к увеличению разности заселенностей рабочих уровней, так как гелий эффективно обедняет нижние уровни 2 и 3. Добавление гелия приводит также к снижению температуры смеси, что уменьшает скорость безызлучательной релаксации уровня 4 и увеличивает выходную мощность лазера. Следует отметить, что СОг-лазер является самым мощным ). Его выходная мощность может достигать 1 МВт в непрерывном режиме. [c.291]

Обычно одно из зеркал делается с максимально высоким коэффициентом отражения, а коэффициент отражения другого (выходного) зеркала выбирается так, чтобы выходная мощность лазера была наибольшей. Оптимальное значение коэффициента отражения выходного зеркала можно определить с помощью соотношений (6.41), (6.31), (6.42), (6.44) и (6.45). [c.294]

В соответствии с (6.46) мощность Р полагается пропорциональной выходной мощности лазера. Величины Рн и Рц определяются из экспериментальных кривых как мощности, при которых К меньше К° соответственно в 2 и в 1/2 раз. [c.309]

Из приведенных характеристик установок с продольной прокачкой рабочего газа, разработанных в различных странах, видно, что повышение мощности лазеров такого типа неизбежно сопряжено с [c.46]

Рис. 5. Зависимость выходной мощности лазера от мощности накачки

В последнее время мощность аргоновых лазеров была значительно повышена путем увеличения диаметра разрядной трубки и использования накаленного катода. Оказалось возможным получение удельной мощности излучения порядка 1 Вт/см на длинах волн 0,4880 и 0,5145 мкм при к. п. д., равном 0,13%. Мощность лазеров на аргоне, таким образом, была доведена до 150—500 Вт в непрерывном режиме [128]. При таких мощностях открываются новые возможности применения аргоновых ОКГ в науке и технике. [c.43]

Мощность лазера была резко увеличена при добавлении к СО 2 молекулярного азота Nj. Возрастание выходной мощности объясняется резонансной передачей энергии от возбужденных молекул N2 молекулам СО2. Возбуждение молекул N3 в электрическом разряде ударами электронов весьма интенсивно почти 30% от полного их числа переходит на долгоживущий уровень, энергия которого совпадает с верхним рабочим уровнем молекулы СО2, поэтому столкновения второго рода между возбужденными молекулами N2 и невозбужденными молекулами СО2 оказываются весьма эффективными при осуществлении инверсии. Соотношение парциальных давлений СО2 и N2 в лазере обычно берется в пределах от 1 1 до 1 5. Суммарное рабочее давление несколько миллиметров ртутного столба. [c.45]

Мощность лазера еще более повышается при добавлении к смеси гелия, поэтому в настоящее время в лазерах на основе СО2, как правило, используется смесь СО —N2—Не. [c.45]

Повышение температуры рабочего газа приводит к резкому снижению выходной мощности ОКГ благодаря заселению нижнего энергетического уровня. Как правило, лазер работает при охлаждении проточной водой. Передача тепла к охлаждаемой стенке трубки из внутренней области газа происходит за счет диффузии газа, поэтому увеличение диаметра трубки свыше 80—100 мм не приводит к увеличению мощности ОКГ с 1 м длины. Поскольку вместе с увеличением диаметра (увеличением объема рабочего газа) начинает убывать съем энергии излучения с единицы объема, механизм охлаждения благодаря диффузии оказывается уже недостаточным. Мощность лазера, работающего в непрерывном режиме, ограничивается примерно 50 Вт с 1 м длины. Схема лазера на основе СОз приведена на рис. 29. [c.46]

Излучение выводится через отверстие в одном из зеркал. При длине канала 30 см и расстоянии между зеркалами резонатора 45 см мощность лазера в непрерывном режиме достигает 5—6 Вт. При сверхзвуковых скоростях продува газа мощность таких лазеров достигает 500 Вт [128]. [c.68]

Существует известная связь между выходной мощностью лазера Р и энергией W, определяемой временем, в течение которого происходит излучение Р = WU. Плотность мощности q (или интенсивность) эквивалентна мощности (энергии за единицу времени) на единицу облученной поверхности S, расположенной нормально к направлению распространения лазерного луча [c.86]

Выходная мощность лазеров с модулированной добротностью может быть настолько велика, что многими калориметрами нельзя пользоваться они разрушаются под действием лазерного излучения. В этом случае удобен жидкостный калориметр. Рабочая жидкость калориметра должна полностью поглощать лазерное излучение. Этому условию удовлетворяют растворы одноатомных ионов металлов. [c.97]

Скорость резания толстых листов растет с увеличением мощности лазера и зависит от толщины листа и теплопроводности металла. При мощности лазера около 400—600 Вт можно резать черные металлы и титан со скоростью порядка нескольких метров в минуту, в то время как резка металлов с высокой теплопроводностью (медь, алюминий) представляет определенную трудность. В литературе имеется достаточное количество информации о существенном влиянии энергии химической реакции на скорость резки и чистоту кромок, однако сложность процесса не позволяет произвести какие-либо количественные оценки, тем более что неизвестны состав конечных продуктов окисления, доля капельной фракции металла, выдуваемого струей газа, и скрытая теплота фазовых переходов (плавление, испарение). [c.122]

Отечественные лазерные установки, предназначенные для газолазерной резки и обеспечивающие мощность 500—1000 Вт, обеспечивают приемлемые для практических целей скорости резания — несколько метров в минуту. Увеличение мощности лазеров до десятков киловатт и создание надежных, долговечных оптических систем дадут возможность получать скорости резания, превышающие скорости при других способах резания. Простота управления лучом в сочетании с используемыми современными средствами программного управления позволяет получать разрезы сложных конфигураций, что выдвигает лазерную резку в число перспективных. [c.127]

Материал Толщина, мм Скорость сварки, м/мин Ширина шва, мм Мощность лазера, Вт [c.134]

Мощность лазера, используемого в ЛГИ, позволяет получать рисунок контурно-лучевым или контурно-проекционным методом. Принципиальное построение оптической схемы в обоих случаях одинаково. Разница состоит в том, что в первом случае обработка ведется в фокальной плоскости объектива, а во втором — в плоскости изображения диафрагмы, ограничивающей поперечное сечение пучка лазерного излучения. [c.161]

Оптическая линия связи на газовом Oj-лазере. Линия предназначена для передачи информации с помощью излучения газового СОз-лазера непрерывного действия. Применение такого лазера позволило существенно увеличить дальность действия систем передачи информации за счет большой мощности лазера и слабого [c.317]

Импульсные лазеры уже на современном уровне превзошли по импульсной мощности все другие источники энергии, и можно ожидать дальнейшего улучшения характеристик их излучения. Однако средняя мощность лазеров пока недостаточна. [c.322]

Процесс 14 — возбуждение резонансных состояний молекул в азотном лазере, напр., этот процесс создаёт инверсную заселённость уровней. Процесс 15 — возбуждение колебат. уровней молекулы, этот процесс преобладает в тлеющем разряде в азоте и в лазере на углекислом газе, что обеспечивает большой кпд и высокую мощность лазера. [c.353]

В лазерах с поперечной прокачкой происходит преим. конвективный теплоотвод. Существует много конструкций газоразрядных камер, объем к-рых может достигать десятков литров. Погонная мощность определяется высотой и длиной разрядной камеры в направлении потока и макс. плотностью мощности накачки, при к-рой ещё возможно в данной конструкции камеры поддерживать устойчивый разряд. Для большинства конструкций эта величина лежит в пределах 2—5 Вт/см , Мощность лазеров такого типа составляет 5—20 кВт. На рис. 6 показан общий вид одного [c.444]

Ограничение предельной мощности однолучевых трубчатых СОг-лазеров с диффузионным охлаждением обусловлено прежде всего тем, что предельная мощность накачки и объем рабочего тела при фиксированной длине зависят от радиуса трубки противоположным образом Va СО 7 , аохл со. Рост объема Va при этом полностью компенсируется уменьшением (/ >охл- Рост удельной мощности возможен лишь в том случае, если увеличение объема не будет сопровождаться падением скорости теплоотвода. Такая ситуация возможна в газоразрядном зазоре щелевой геометрии (рис. 4.7,6). В этом случае рабочий объем активной среды пропорционален L h, где h — ширина щели — ее длина в направлении, перпендикулярном оптической оси, а скорость теплоотвода oh . Поэтому мощность лазера xL /h и таким образом открывается возможность увеличения P/La с ростом Ьщ. [c.129]

Дальнейшее увеличение мощности и снижение габаритов СОг-лазера с диффузионным охлаждением возможно при использовании так называемых многолучевых или многоканальных лазерных систем, состоящих из большого числа газоразрядных элементов с малым поперечным размером, помещенных в общий для всех этих элементов оптический резонатор. Малый поперечный размер каждого элемента обеспечивает при этом эффективный теплоотвод, а неограниченные физическими причинами возможности увеличения всей сборки газоразрядных элементов открывают путь существенного увеличения полной мощности лазера. Простейшим вариантом многолучевого лазера является изображённая на рис. 4.7,в система из набора параллельных оптической оси охлаждаемых газоразрядных трубок, помещенных между двумя плоскими зеркалами резонатора. Предельная мощность такого лазера составит [c.130]

Обработка материалов лазерным луч м. Направим на поверхность какого-то материала, например металла, луч мощного лазера. Вообразим, что интенсивность излучения постепенно растет (за счет увеличения мощности лазера или за счет фокусирования излучения). Когда интенсивность излучения достигнет необходимого значения, начнется плавление металла. Вблизи гюверхности, непосредственно под световым пятном, возникает область жидкого (расплавленного) металла. Поверхность, отграничивающая эту область от твердого металла (ее называют поверхностью расплава), постепенно перемещается в глубь материала по мере гюглощення им световой энергии. При этом площадь поверхности расплава увеличивается и, следовательно, теплота начинает более интенсивно проникать в глубь материала за счет теплопроводности. В результате устанавливается поверхность расплава (рис. 18.3, а). [c.295]

Для улучшения условий работы полупроводникового лазера и обеспечения непрерывного режима генерации кристалл необходимо охлаждать до низких температур. Мощность лазера на арсениде галлия при температуре жидкого азота в импульснопериодическом режиме составляет 100 Вт, в непрерывном режиме — 10 Вт. Лучшие образцы полупроводниковых лазеров могут работать при нормальных температурах. [c.124]

С помощью специальных усовершенствований можно увеличить мощность лазеров. С этой целью помещая между одним из зеркал резонатора и торцом кристалла многогранную призму, вращающуюся с большой скоростью (порядка 40 ООО об/мин), увеличиваем в течение определенных промежутков времени потери в резонаторе. Такое искусственное завышение потерь приводит к накоплению большого числа атомов в метастабпльном состоянии. Затем в некоторые моменты времени потери резко уменьшаются и происходят массовые вынужденные переходы, что приводит к увеличению мощности излучения в 1000 раз и более. При этом мощность лазера, работающего на таком режиме, превышает 10 Вт/см , а излучаемые импульсы называются гигантскими. [c.388]

Бугера. Она количественно описывает спадание интенсивности излучения по мере его проникновения в поглощающую среду. При записи дифференциального уравнения коэффициент поглощения q считается не зависящим от интенсивности света. Это положение лежит в основе всех обсуждаемых ниже явлений. Справедливость такого линейного приближения доказана множеством самых разных экспериментальных фактов. Лишь при использовании источников света очень бoльuJOЙ мощности (лазеров), появившихся в последнее время, возникла необходимость учета зависимости q от 1, что и послужило одной из причин возникновения нелинейной оптики (см. 4.7, 8.5). [c.101]

Продолжительность экспозиции фотопластинки определяется ее чувствительностью и мощностью лазера. Облучением фотографической пластинки процесс регистрации заканчивается. Записанное на ее поверхности изображение и есть голограмма. Она представляет собой.чрезвычайно сложную картину, состоящую из множества тонких причудливых линий, в которых невозможно усмотреть никакого сходства с реальным предметом. При дневном свете она покажется однородно серой обнаружить хоть малей-щие намеки на изображение, закодированное в ее структуре, не представляется возможным. С первого взгляда голограмму можно принять за обычный, покрытый вуалью фотонегатив. Более пристальное изучение голограммы под микроскопом открывает нашему взору запутанную картину изогнутых темных линий — интерференционных по лос. [c.19]

Чувствительность ЛДИС показывает, какую минимальную мощность он может зарегистрировать. При заданной мощности лазера это определяет дальность действия ЛДИС и минимально обнаруживаемую концентрацию частиц в потоке с заданными оптическими свойствами. [c.231]

Магнитооптические диски выгодно отличаются от магнитных на два порядка большей плотностью записи (за счет увеличения плотности размещения дорожек) и по.зволяют многократно перезаписывать информацию. В настоящее время экспериментально достигнута плотность записи 25 Мбит/см . Это соответствует диаметру записываемого бита информации примерно 1 мкм при таком же расстоянии между соседними битами и дорожками. Пространственное размытие лазерного луча ограничивает дальнейшее увеличение плотности записи однако предполагается довести ее до 100 Мбит/см , что обеспечит емкость магнитооптического диска диаметром 305 мм более 20 Гбит. Необходимая для записи на магнитооптический диск мощность лазера не превышает 15 мВт. [c.38]

Ограничение мощности лазера с i м длины приводит к необходимости для получения больших мощностей брать газоразрядные трубки большой длины. Например, лазер мощностью 800 Вт должен иметь длину 18 м. Уменьшение габаритов может быть достигнуто путем создания многотрубчатых лазеров, в которых луч при помощи поворотных зеркал последовательно проходит [c.47]

В ОКГ такого типа в настоящее время осуществляется съем энергии 50—60 Дж с одного литра. Общий съем энергии составляет 1—2 кДж при к. п. д., равном 10—20%. Мощность лазера определяется длительностью импульса при напосекундных импульсах она исчисляется гиговаттами такие лазеры могут работать при давлениях 10-10 Па [128]. [c.53]

Рис. 79. Зависимость скорости резания от радиуса луча для стали Х18Н10Т (d = = 1,5 мм) при мощности лазера Р = 210 Вт

Разделение кремниевых пластин можно осуществлять с помощью лазера на молекулярном азоте. Небольшая мощность лазера делает нецелесообразным его использование для сквозной разделки кремния, но применение этого лазера для скрайбирова-ния представляет определенный интерес. В работе [135] показано, что при частоте следования импульсов 100 Гц, средней мощности излучения 1,2 мВт, диаметре светового пятна 15 мкм и скорости перемещения образца 2 мм/с глубина реза составляет 5— 10 мкм за один проход. Скрайбирование всей пластины требует [c.173]

Луч лазера проходит через модулятор интенсивности и претерпевает дифракцию на измеряемом изделии. Разностный сигнал, поступающий с фотодетекторов и D , которые расположены в точках дифракционной картины, соответствующих половинному уровню максимальной интенсивности излучения первого бокового максимума, поступает на микроамперметр. Фотодетектор D , установленный на оптической оси установки, дает возможность контролировать выходную мощность лазера и в случае необходимости стабилизировать ее. При увеличении диаметра изделия электрический сигнал фотодетектора увеличивается, а фотодетектора Da— уменьшается. Уменьшение диаметра изделия приводит к обратному изменению электрических сигналов фотодетек-торов. Пределы контроля устройства равны —16,7 и +18,3% от эталонного размера. Точность измерения составляет 0,5% от контролируемого диаметра, но при этом необходимо фиксировать измеряемый объект в луче лазера с большой точностью. [c.257]

В ИК-областц спектра применяют оитоакустич. я оп-тотермич. детекторы, С их помощью регистрируют поглощённую мощность 10Вт. Это означает, что при мощности лазера 1 Вт можно регистрировать поглощение 10 i m I, Предельной чувствительностью обладают ионизационные методы регистрации поглощённой энергии, когда после поглощения света возбуждаемая частица может быть ионизована, а ионы (электроны) зарегистрированы. [c.555]

В случаях, когда существенно высокое качество излучения, используется схема задающий генератор — усилитель мопщости. В эtoй схеме задающим генератором является часто гранатовый лазер, а усилителем мощности (или конечным каскадом усиления мощности) — лазер на неодимовом стекле. [c.320]

Спектроскопич. методами измерялись темп-ры в плазме НОР и их пространств, распределения. На рис. 6 показано пространств, распределение темп-ры (изотермы) в НОР в воздухе атм. давления. Луч Oj-лазера идёт справа налево мощность лазера 6 кВт. Контур сходящегося светового канала показан пунктиром. В Аг при р = 2 атм достигалась темп-ра Ущах —18000 К, в Хе при р — 2 атм — 14 000 К, в Н при р = 6 атм — 21000 К, в Nj при р = 2 атм — 22 000 К, в воздухе при р = 1 атм — 17 000 К. При заметном превышении Р [c.450]

Наблюдается медленное распространение плазменного фронта в лазерном луче со скоростями 10— 40 м/с, обязанное теплопроводностному прогреванию газа перед фронтом. Этот механизм действует преим. и в оптич. плазмотроне, где для непрерывности горения применяется непрерывный СО -лазер. В оптич. плазмотроне достигается на 1000—3000 К более высокая темп-ра, чем в НОР в неподвижном газе. Продувкой воздуха снимаются верх, ограничения по мощности лазера, а также по фокусному расстоянию линзы / (в неподвижном воздухе в слабофокусированном луче, при / 20 см, НОР не горит). [c.451]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...